MnO2热分解制备Mn3O4的动力学研究.pdfVIP

vd．18 第18卷第3期 广西工学院学报 No．3 2007年09月 JO【琅NAI．0FaI鲇灯XIUNIVERslTYOFll芟邗咂)LOGYS印．2007 03．0013．04 文章编号100啦64IO(2007J Mn02热分解制备Mn304的动力学研究 郑炳年1，胡雪玲2，文衍宣2 (1．广西大学工程实践与训练中心，广西南宁530004；2．广西大学化学化工学院，广西南宁530004) 摘要：为了得到hhQ热分解制备M电0‘的动力学方程，用’m压盯^和Ⅺm研究^bQ的热分解过程。研究表 Ql+02十的动力学方程为G(a)= (a)=[一hl(1一a)]{(’r≥625℃)，表观活化能为90．239l‘I／hd；6M璃q=4Mh3 [一hl(1一a)】j．表观活化能为204．67k1斤nol；两个过程属于晶核形成与增长控制过程。 关键词：M吗Q；~h102；分解动力学 中国分类号：1_{Q137．1文献标识码．A 磁铁氧体总量的60％以上[”。此外，Mn304是合成尖晶石结构锂锰氧阴极材料的众多原料中较好的一种， 具有极低的孔隙率，较高的振实密度12]。因此，Mfb04的研发日益受到重视。 M啦04的制备方法按原料来源可分为高价锰氧化物法、碳酸锰法、锰盐法、锰矿法和金属锰法等…． 相反应的证据。华一新【41等研究了微波加热对Mr，02热分解过程速率的影响，认为Mr，02分解受产物层的 传热控制，而M啦q分解受化学动力学控制。由于目前Mn02的分解动力学还存在一些不确定的地方。有 必要进一步研究其分解动力学。本文主要研究了空气中Mn02的等温分解动力学，得到了相应的动力学方 程和动力学参数。可为优化制备工艺、选择和设计热分解反应器提供基础数据和理论指导。 1实验部分 1．1转化率测定 rrlL瓷坩埚在150℃下于远红外快速 实验所用的h血Q由湖南科源公司提供、纯度99％。取容量20 恒温干燥箱中烘干2h，取出置于干燥器中冷却并用分析天平准确称量其质量Ⅳo，然后用电子天平称量约4 g样品置于已称量的瓷坩埚中，干燥后准确称量其总质量W1，将样品放人恒温马弗炉中反应一定时间后，取 的理论失重量。 1．2样品表征 S1A409PC热分析仪(德国) 在空气气流中以10℃·min-1的速率从室温升到1200℃，用Nl玎zSCH 记录hh02在加热过程中的重量和热量变化。将干燥的MnQ置人坩埚敞口在已恒温马弗炉中反应一定时 间，在炉外加冷却至室温。日本理学飓gakuD们^勉500V型粉末x一射线衍射仪确定产物组成和结构。 l，3动力学数据处理 研究表明常用的固态反应动力学积分方程的对数形式为 收稿日期：2007一06—30 作者简介：郄炳年(1967一)，男，广西灌阳人，广西大学工程实践与_Ⅱ练中心工程师．研究生。 14 广西工学院学报 第18卷 lll[一h(1一口)]=lI谴+nhf (1) 根据n值、表1和表2可以确定固态反应控制步骤和动力学方程㈤。 寰l同态反应动力学方程式与积分通式 m1 Eq咖删恻删hm瞻姗耐Ⅺmctimkll．etia Dl 一维扩散 0．62 扩散控制 是 三。i：：兰嘉程 ：：蚤